ES2345472B1 - DEVICE FOR SIMULATION OF TERMO-HYDRO-MECHANICAL BEHAVIOR OF BARRIERS OF FINE MATERIALS, FOR WATERPROOFING AND SEALING OF LANDSCAPES. - Google Patents

DEVICE FOR SIMULATION OF TERMO-HYDRO-MECHANICAL BEHAVIOR OF BARRIERS OF FINE MATERIALS, FOR WATERPROOFING AND SEALING OF LANDSCAPES. Download PDF

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ES2345472B1 ES200701962A ES200701962A ES2345472B1 ES 2345472 B1 ES2345472 B1 ES 2345472B1 ES 200701962 A ES200701962 A ES 200701962A ES 200701962 A ES200701962 A ES 200701962A ES 2345472 B1 ES2345472 B1 ES 2345472B1
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    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/08Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials

Abstract

Dispositivo para simulación del comportamiento termo-hidromecánico de barreras de materiales finos, para la impermeabilización y sellado de vertederos.Device for behavior simulation thermo-hydromechanical barriers of fine materials, for waterproofing and sealing landfills.

La presente invención consiste en un recinto de confinamiento (1), materializado en un bastidor de hormigón armado abierto superiormente, que apoya la solera sobre pilares (2) de acero. Sobre la base materializada en placas enrejilladas (3) de acero, se dispone y compacta el material (4) a analizar. Bajo esta placa (3) se sitúa una bandeja (5) que recoge lixiviados. Sobre su embocadura superior se sitúa un sistema de riego de boquillas nebulizadoras (7) controlado por un autómata programable (8), que simula condiciones termo-hidro-pluviométricas naturales. Durante el proceso de compactación se reparten en el seno del material sensores electrónicos (11-12) que recogen lecturas periódicas sobre el contenido de humedad, temperatura y otros parámetros relevantes. El dispositivo permite conocer comportamientos de materiales de granulometría fina dispuestos en capas según su capacidad para retrasar la migración de agua, muestrear y caracterizar la calidad del fluido percolante, evaluar su longevidad y mecanismos de deterioro.The present invention consists of an enclosure of confinement (1), materialized in a reinforced concrete frame upper open, which supports the hearth on pillars (2) of steel. On the basis materialized in gridded plates (3) of steel, the material (4) to be analyzed is arranged and compacted. Under this plate (3) is placed a tray (5) that collects leachate. About his upper mouth is a nozzle irrigation system nebulizers (7) controlled by a programmable automaton (8), which simulates conditions thermo-hydro-pluviometric natural During the compaction process they are distributed within of the electronic sensors material (11-12) that collect periodic readings about moisture content, temperature and other relevant parameters. The device allows know behaviors of fine granulometry materials arranged in layers according to their ability to delay the migration of water, sample and characterize the quality of the percolating fluid, evaluate its longevity and deterioration mechanisms.

Description

Dispositivo para simulación del comportamiento termo-hidro-mecánico de barreras de materiales finos, para la impermeabilización y sellado de vertederos.Device for behavior simulation thermo-hydro-mechanical barriers fine materials, for the waterproofing and sealing of landfills

Objeto de la invenciónObject of the invention

La presente invención se refiere a un dispositivo experimental destinado al estudio del comportamiento de materiales finos, ya sean de origen natural, artificial o residuos, susceptibles de ser empleados en la construcción de capas de sellado y/o impermeabilización de vertederos.The present invention relates to a experimental device for the study of the behavior of fine materials, whether of natural, artificial or waste origin, liable to be used in the construction of sealing layers and / or landfill waterproofing.

Dicho comportamiento se refiere, en particular, a la determinación de las propiedades del material frente a la infiltración de agua y/o lixiviados, así como a su longevidad y estabilidad, sometido a un régimen termo-hidro-metereológico análogo al natural de una región dada y emplazado bajo condiciones equivalentes a las de obra.Such behavior refers, in particular, to the determination of the properties of the material against the infiltration of water and / or leachate, as well as its longevity and stability, subject to a regime thermo-hydro-meteorological analogous to natural of a given region and placed under conditions equivalent to those of work.

El dispositivo resulta aplicable al ámbito industrial de las empresas constructoras y responsables de la gestión de vertederos, en particular cuando tales empresas emplean residuos finos de procesos industriales en la confección de las capas de sellado y/o impermeabilización de tales vertederos. Tiene interés, asimismo, para la Administración, en particular cuando ésta requiera la demostración del rendimiento y/o características de materiales finos no convencionales, para su uso como capas de sellado y/o impermeabilización de vertederos.The device is applicable to the scope industrial construction companies and responsible for the landfill management, particularly when such companies employ fine waste from industrial processes in the making of sealing and / or waterproofing layers of such landfills. Have interest, also, for the Administration, particularly when this requires demonstration of the performance and / or characteristics of unconventional fine materials, for use as layers of sealing and / or waterproofing of landfills.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

La clausura y sellado de vertederos constituye un problema acuciante en muchos municipios y tiene una clara componente transnacional. Asimismo, donde los vertederos constituyen una solución al problema de la gestión de residuos, es importante que su construcción se verifique a través de los más estrictos controles.The closure and sealing of landfills constitutes a pressing problem in many municipalities and has a clear transnational component Also, where landfills constitute a solution to the problem of waste management, it is important that its construction is verified through the strictest controls

El uso de materiales finos en la constitución de capas de sellado y/o impermeabilización de vertederos no es nuevo, pudiendo citarse entre otros los residuos de distintos procesos industriales tales como cenizas volantes, fangos de depuradora, fabricación de áridos, etc.The use of fine materials in the constitution of Sealing and / or waterproofing layers of landfills is not new, being able to mention among others the waste of different processes industrial such as fly ash, sewage sludge, aggregate manufacturing, etc.

Tales materiales finos tienen a menudo propiedades distintas de otros materiales tecnológicos tales como geo-textiles, geo-membranas, etc., que resultan mucho más caros. Sin embargo, existe una limitada experiencia en relación al comportamiento y longevidad de muchos de estos materiales alternativos, en relación con la preservación del medio ambiente a medio y largo plazo, de manera que la construcción de barreras con dichos materiales finos suele hacerse sin experimentación previa y sin la identificación y alcance de los procesos de deterioro que puedan afectarles.Such fine materials often have properties other than other technological materials such as geo-textiles, geo-membranes, etc., which are much more expensive. However, there is a limited experience in relation to the behavior and longevity of many of these alternative materials, in relation to the preservation of medium and long term environment, so that the construction of barriers with such fine materials is usually done without previous experimentation and without the identification and scope of deterioration processes that may affect them.

Descripción de la invenciónDescription of the invention

El dispositivo simulador que propone la invención resuelve la problemática anteriormente expuesta, permitiendo analizar de forma sencilla y versátil el comportamiento termo-hidro-mecánico de barreras realizadas con estos materiales.The simulator device that proposes the invention solves the problem previously stated, allowing to analyze the behavior in a simple and versatile way thermo-hydro-mechanical barrier made with these materials.

Para ello y de forma mas concreta el dispositivo consiste en un recinto de confinamiento, de dimensiones apropiadas, abierto superiormente y con su base inferior enrejillada y cubierta con una lámina geo-textil porosa que permite el paso de los fluidos a una bandeja colectora inferior, con su correspondiente vertedero, estando las paredes laterales del recinto debidamente impermeabilizadas, y quedando dicho recinto destinado a recibir por capas los materiales finos a ensayar.For this and more specifically the device it consists of an enclosure of confinement, of appropriate dimensions, open superiorly and with its lower base grille and cover with a porous geo-textile sheet that allows the passage of the fluids to a lower collecting tray, with its corresponding landfill, the side walls of the enclosure being duly waterproofed, and being said enclosure destined to receive in layers the fine materials to be tested.

Encima del citado recinto de confinamiento se establece un sistema de hidratación automatizado, a base de boquillas nebulizadoras de agua, asistidas por un sistema de prefiltro y filtro adecuado para impedir la oclusión de los orificios nebulizadores, como consecuencia de las partículas arrastradas por el agua.Above the aforementioned confinement enclosure is establishes an automated hydration system, based on water spray nozzles, assisted by a system of adequate prefilter and filter to prevent occlusion of nebulizer holes, as a result of particles dragged by the water.

El caudal de agua suministrado por el sistema de hidratación está controlado por un autómata programable que actúa sobre una electroválvula de regulación de caudal, asistida a su vez por un caudalímetro electromagnético que se encuentra conectado también al autómata.The water flow supplied by the system hydration is controlled by a programmable automaton that acts on a flow regulation solenoid valve, assisted in turn by an electromagnetic flowmeter that is connected also to the automaton.

En el seno del recinto de confinamiento se establecen una serie de sensores electrónicos que recogen lecturas periódicas sobre el contenido de humedad, temperatura o cualquier otro parámetro relevante para el análisis a realizar.Within the confinement enclosure establish a series of electronic sensors that collect readings periodic on moisture content, temperature or any Another relevant parameter for the analysis to be performed.

Como complemento de la estructura descrita y con carácter opcional, el dispositivo puede incorporar además un sistema de calefacción/iluminación cenital, un sistema de ventilación lateral y un sistema de calefacción bajo el material de barrera, en orden a, ensayar el material bajo distintas condiciones, análogas a las que se darían en un vertedero real.As a complement to the structure described and with optional character, the device can also incorporate a system heating / overhead lighting, a ventilation system side and a heating system under the barrier material, in order a, test the material under different conditions, analogous to those that would occur in a real landfill.

La compactación por capas prevista para el material puede llevarse a cabo empleando cualquier equipo comercial de vibro-compactación, aplicando a cada tongada de material el número de pasadas necesario para alcanzar el objetivo de compactación prescrito, tomándose muestras tras cada fase de compactación para determinación de su volumen y contenido de humedad.Layer compaction planned for the material can be carried out using any commercial equipment of vibro-compaction, applying to each ton of material the number of passes needed to achieve the goal of prescribed compaction, taking samples after each phase of compaction to determine its volume and content of humidity.

En esta fase de emplazamiento de material, es posible instrumentarlo a fin de adjuntar a lo largo del tiempo la evolución de ciertos parámetros de control que sean de interés, pudiendo emplazarse en el mismo psicrómetros conectados a un SAD (Sistema de Adquisición de Datos), o tubos para inserción de sonda de medida de la constante dieléctrica del complejo suelo-agua también conocida como sonda TDR (Time Domain Reflectometry) de Tubo, así como cualquier otro sensor de interés potencial, por ejemplo con el fin de detectar movimientos, asientos, etc. para la medida directa o automatizada de otros parámetros.In this phase of material placement, it is possible to implement it in order to attach over time the evolution of certain control parameters that are of interest, being able to be placed in the same psychrometers connected to a SAD (Data Acquisition System), or tubes for probe insertion measuring the dielectric constant of the complex soil-water also known as TDR probe (Time Domain Reflectometry) Tube, as well as any other sensor potential interest, for example in order to detect movements, seats, etc. for the direct or automated measurement of others parameters

Descripción de los dibujosDescription of the drawings

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being performing and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of practical realization of it, is accompanied as an integral part of said description, a set of drawings where with character Illustrative and not limiting, the following has been represented:

La figura 1.- Muestra, según una vista en perspectiva, un dispositivo para simulación del comportamiento termo-hidro-mecánico de barreras de materiales finos realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención, el cual aparece parcialmente seccionado, al igual que el material alojado en el mismo, para una mejor visualización de su estructura.Figure 1.- Shows, according to a view in perspective, a device for behavior simulation thermo-hydro-mechanical barriers fine materials made in accordance with the purpose of this invention, which appears partially sectioned, like the material housed in it, for a better visualization of your structure.

La figura 2.- Muestra, según una perspectiva similar a la figura anterior, el mismo dispositivo sin seccionar con el fin de mostrar una visión conjunta del mismo.Figure 2.- Shows, according to a perspective similar to the previous figure, the same device without sectioning with in order to show a joint vision of it.

Realización preferente de la invenciónPreferred Embodiment of the Invention

A la vista de las figuras reseñadas puede observarse como el dispositivo que la invención propone se materializa en un recinto de confinamiento 1, materializado en un bastidor de hormigón armado, de configuración prismático-rectangular, hueco y abierto tanto superior como inferiormente, el cual descansa sobre pilares 2 de acero que lo sobreelevan convenientemente con respecto a la solera o superficie de apoyo. Para minimizar las eventuales pérdidas por filtración a través de las paredes de este bastidor de hormigón, a su superficie interna se aplican capas de imprimación selladora de poros.In view of the figures outlined you can Observe how the device proposed by the invention is materializes in a confinement enclosure 1, materialized in a reinforced concrete frame, configuration prismatic-rectangular, hollow and open both upper and lower, which rests on pillars 2 of steel that is conveniently raised with respect to the hearth or support surface. To minimize possible losses by filtration through the walls of this concrete frame, to its inner surface is applied sealant primer coatings pores

A nivel de la embocadura inferior del citado bastidor se establece una placa enrejillada 3, preferentemente de acero inoxidable, y en cualquier caso de resistencia adecuada para soportar, sin colapsar ni flechar mas allá de una cierta tolerancia, tanto las cargas instantáneas como las diferidas del material 4 ensayado.At the level of the lower mouth of the aforementioned frame a grid plate 3, preferably of stainless steel, and in any case of resistance suitable for endure, without collapsing or flecking beyond a certain tolerance, both instantaneous and deferred loads of material 4 rehearsed

Para evitar que en el momento del vertido del material 4 en el interior del recinto de confinamiento 1 se produzca una pérdida de material 4 a través de la placa enrejillada 3 inferior, se ha previsto que sobre dicha placa enrejillada 3 se sitúe una lámina geotextil porosa, que permite la compactación de la primera tongada de material 4, impidiendo la caída de dicho material 4 a una bandeja 5 inferior, inclinada, también de acero inoxidable, capaz de recoger y canalizar los fluidos resultantes de la precolación vertical a través del material 4 que simula la barrera o sello, hacia un vertedero tubular 6. Dichos fluidos pueden ser aforados y muestreados a fin de determinar sus características químicas y su evolución temporal.To avoid that at the time of the discharge of material 4 inside the confinement enclosure 1 occurs a loss of material 4 through the grid plate 3 lower, it is provided that on said grid plate 3 is place a porous geotextile sheet, which allows compaction of the first ton of material 4, preventing the fall of said material 4 to a lower, inclined tray 5, also made of stainless steel, able to collect and channel fluids resulting from the vertical precolation through material 4 that simulates the barrier or seal, towards a tubular dump 6. Such fluids can be graduated and sampled to determine their characteristics Chemicals and their temporal evolution.

Volviendo nuevamente a los pilares 2 de sustentación del recinto de confinamiento 1, cabe señalar que estarán dimensionados de acuerdo con los requerimientos de carga, debidos al peso propio del bastidor y de los elementos auxiliares, al peso de los materiales 4 finos objeto de estudio, al peso equivalente del agua en relación a la porosidad del material 4, al peso equivalente de una persona y la correspondiente: maquinaria de compactación, y finalmente a un suplemento de carga en forma de coeficiente de seguridad para absorber las acciones dinámicas de la vibración así como posibles imprevistos.Going back to pillars 2 of support of confinement enclosure 1, it should be noted that will be sized according to the load requirements, due to the weight of the frame and auxiliary elements, to the weight of the 4 fine materials under study, to the weight water equivalent in relation to the porosity of material 4, at equivalent weight of a person and the corresponding: machinery of compaction, and finally to a charge supplement in the form of safety coefficient to absorb the dynamic actions of the vibration as well as possible unforeseen.

De acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la invención, el bastidor de hormigón constitutivo del recinto de confinamiento 1 tiene una planta cuadrada, próxima a los 5 m^{2} de superficie, con una altura de 1,5 m y un espesor de pared de 0,15 m, y está previsto para recibir el material 4 a analizar en tongadas de entre 0,2 y 0,3 m, de manera que la altura límite del material 4 en el seno del recinto se alcanza tras la compactación de entre 3 y 4 tongadas.According to a preferred example of practical embodiment of the invention, the concrete frame constituting the confinement enclosure 1 has a plant square, close to 5 m 2 of surface, with a height of 1.5 m and a wall thickness of 0.15 m, and is planned to receive the material 4 to be analyzed in tons of between 0.2 and 0.3 m, so that the height limit of material 4 within the enclosure is reaches after compaction of between 3 and 4 tons.

Sobre el recinto de confinamiento 1 así estructurado se localiza un sistema de hidratación automatizado, en el que participa un sistema de tubos, codos y válvulas, para alimentación de una pluralidad de boquillas nebulizadoras 7 de agua uniformemente distribuidas, tal como muestra la figura 2, con sus correspondientes elementos de sujeción o fijación al recinto de confinamiento 1, no representados, estando dichas boquillas nebulizadoras 7 dotadas de filtros y prefiltros que retienen posibles partículas arrastradas por el agua, impidiendo la oclusión de los orificios nebulizadores.About confinement enclosure 1 as well structured an automated hydration system is located, in which participates a system of tubes, elbows and valves, to feeding of a plurality of water spray nozzles 7 evenly distributed, as shown in figure 2, with its corresponding fasteners or fasteners to the enclosure of confinement 1, not represented, said nozzles being 7 nebulizers equipped with filters and prefilters that retain possible particles dragged by water, preventing occlusion of the nebulizer holes.

El número de boquillas nebulizadoras 7, así como su distribución, es tal que permite garantizar un reparto homogéneo de la precipitación sobre el material 4, con una nula erosión del mismo y una nula pérdida de agua por proyección fuera del recinto de confinamiento 1.The number of nebulizer nozzles 7, as well as its distribution is such that it ensures a homogeneous distribution of precipitation on material 4, with zero erosion of same and no water loss due to projection outside the enclosure of confinement 1.

El caudal de agua suministrado por las boquillas nebulizadoras 7 es controlado por un autómata programable 8 que actúa sobre una electroválvula de regulación 9, que a su vez es asistida por un caudalímetro electromagnético 10, configurando un sistema de control de caudales automatizado. La programación del autómata 8 se verifica a través de una aplicación informática específica que le traslada una secuencia de comandos de apertura/cierre de la electroválvula 9. Con ello es posible simular a lo largo de periodos de tiempo tan largos como se considere oportuno, como por ejemplo uno o varios años hidrológicos, secuencias naturales de precipitación o valores suavizados, máximos, medios o mínimos.The water flow supplied by the nozzles nebulizers 7 is controlled by a programmable automaton 8 that acts on a regulating solenoid valve 9, which in turn is assisted by an electromagnetic flowmeter 10, configuring a automated flow control system. The programming of automaton 8 is verified through a computer application specific that takes you a script from opening / closing of the solenoid valve 9. This makes it possible to simulate over periods of time as long as considered timely, such as one or several hydrological years, natural precipitation sequences or smoothed, maximum values, means or minimums.

Durante el proceso de compactación se introducen en el seno del material 4, a distintas alturas, sensores electrónicos 11 y 12 que recogen lecturas periódicas sobre el contenido de humedad, temperatura o cualquier otro parámetro que se estime relevante. En la realización preferente elegida los sensores 11 consisten en psicrómetros, mientras que los sensores 12 consisten en tubos para lecturas con sonda TDR.During the compaction process they are introduced within material 4, at different heights, sensors electronic 11 and 12 that collect periodic readings on the moisture content, temperature or any other parameter that is deem relevant. In the preferred embodiment chosen the sensors 11 consist of psychrometers, while sensors 12 consist in tubes for readings with TDR probe.

En ambos casos la variable de observación es el grado de hidratación del material 4 de barrera, ya sea a través de la presión de succión en el caso de los psicrómetros, o del contenido volumétrico de agua en el material en el del TDR. Asimismo, es posible emplazar cualquier otro sensor de interés potencial para medida directa o automatizada de otros parámetros.In both cases the observation variable is the degree of hydration of barrier material 4, either through the suction pressure in the case of psychrometers, or of the volumetric water content in the material in that of the TDR. It is also possible to place any other sensor of interest potential for direct or automated measurement of others parameters

Finalmente y aunque no se ha representado en las figuras, el autómata programable 8 es susceptible de controlar simultáneamente elementos accesorios de regulación tales como los citados sistemas de calefacción/iluminación cenital, como por ejemplo lámparas de infrarrojos, un sistema de ventilación lateral, como por ejemplo ventiladores de baja velocidad, y un sistema de calefacción bajo el material 4 de barrera, de manera que cada una de estas opciones permite ensayar el material 4 de barrera bajo distintas condiciones tales como ciclo diurno y/o nocturno, evaporación forzada por circulación de aire, efectos térmicos análogos a los que ocurrirían en un vertedero de residuos sólidos urbano.Finally and although it has not been represented in the figures, the programmable automaton 8 is capable of controlling simultaneously regulating accessory elements such as cited overhead heating / lighting systems, as per example infrared lamps, a side ventilation system, such as low speed fans, and a system of heating under barrier material 4, so that each of These options allow testing the low barrier material 4 different conditions such as day and / or night cycle, forced evaporation by air circulation, thermal effects analogous to those that would occur in a solid waste landfill urban.

Ejemplo de realizaciónExecution Example

El dispositivo de ensayo de la invención es de uso general, aunque ha sido diseñado específicamente para materiales de granulometría fina, con origen natural, artificial o residuos, como anteriormente se ha dicho. Una aplicación típica del dispositivo constaría de cuatro etapas: a) Conceptualización y diseño de la barrera (estructura interna de la barrera, selección de variables de observación, acopio de materiales y datos, calibración de sensores, etc.); b) Construcción física de la barrera (compactación, instrumentación y desarrollo de pruebas de conformidad); c) Explotación del sistema (adquisición de datos, solución de contingencias, etc.); d) Desmantelamiento (análisis post-mortem del ensayo, caracterización de los materiales, re-calibración de sensores, etc.).The test device of the invention is for general use, although it has been specifically designed for fine granulometry materials, with natural, artificial origin or residues, as previously stated. A typical application of the device would consist of four stages: a) Conceptualization and design of the barrier (internal structure of the barrier, selection of observation variables, collection of materials and data, sensor calibration, etc.); b) Physical construction of the barrier (compaction, instrumentation and development of conformity tests); c) Exploitation of the system (data acquisition, contingency solution, etc.); d) Dismantling ( post-mortem analysis of the test, characterization of the materials, re-calibration of sensors, etc.).

La demostración del funcionamiento del dispositivo se ha verificado mediante el estudio del comportamiento de finos de corte de granito (serrines), un material de granulometría homogénea tipo limo producido en grandes cantidades en los talleres de elaboración de roca ornamental. El ensayo realizado emplea alrededor de 4.4 m^{3} de finos para construir, una vez compactados, una barrera homogénea de 0.9 m de espesor.The demonstration of the operation of device has been verified by studying behavior of granite cutting fines (sawdust), a material of homogeneous slime type granulometry produced in large quantities in the ornamental rock making workshops. The test performed employs about 4.4 m3 of fines to build, once compacted, a homogeneous barrier 0.9 m thick.

La compactación de los finos se realizó con una plancha vibrante, por tongadas de unos 0.2 m de espesor. Esta es la máxima profundidad de influencia del sistema de vibrocompactación empleado. Durante el montaje de la barrera, se extrajeron muestras compactadas a fin de determinar el contenido de humedad y la correspondiente densidad seca (condiciones iniciales del ensayo). Asimismo, tras la compactación de cada capa se emplazó, a razón de 5, 5 y 6 unidades por capa, un total de 16 psicrómetros. Ello permite conocer la presión de succión (y, con la correspondiente curva característica del material, la humedad) a profundidades dentro de la barrera de 25, 50 y 75 cm, respectivamente.The compaction of the fines was carried out with a vibrating plate, per ton of about 0.2 m thick. This is the maximum depth of influence of the vibrocompaction system employee. During the assembly of the barrier, samples were taken compacted in order to determine the moisture content and the corresponding dry density (initial test conditions). Also, after compaction of each layer was placed, at the rate of 5, 5 and 6 units per layer, a total of 16 psychrometers. It lets you know the suction pressure (and, with the corresponding characteristic curve of the material, moisture) at depths within the 25, 50 and 75 cm barrier, respectively.

Tras la compactación se perforaron 4 taladros en los que se insertaron sendos tubos de 1 m de longitud a fin de auscultar el contenido volumétrico de agua en incrementos de 10 cm de profundidad mediante la inserción de un dispositivo TDR portátil.After compaction, 4 holes were drilled in which were inserted two tubes of 1 m length in order to auscultate the volumetric water content in 10 cm increments depth by inserting a TDR device laptop.

La programación del autómata para simular los ciclos de precipitación se realizó empleando una serie pluviométrica natural, que se suavizó para eliminar extremos. De ese modo, el autómata trasforma la información pluviométrica en órdenes de apertura/cierre al sistema caudalímetro-válvula, simulando el año pluviométrico seleccionado a escala de tiempo real.The automaton programming to simulate the Precipitation cycles were performed using a series Natural pluviometric, which was softened to eliminate extremes. From that way, the automaton transforms the rainfall information into opening / closing orders to the system flowmeter-valve, simulating the rainfall year selected at real time scale.

El sistema de riego está constituido por 14 tubos con 5 boquillas cada uno, repartidas estas de forma equidistante respecto de la superficie de la barrera. El agua es micronizada en los nebulizadores para dar un tamaño de gota de 60 micras. Ello impide el desarrollo de eventuales procesos erosivos focalizados sobre la superficie de la barrera, al tiempo que permite simular correctamente algunas bajas precipitaciones puntuales.The irrigation system consists of 14 tubes with 5 nozzles each, distributed these in a way equidistant from the surface of the barrier. The water is micronized in the nebulizers to give a drop size of 60 microns This prevents the development of possible erosive processes focused on the surface of the barrier, while allowing correctly simulate some low point rainfall.

La frecuencia de lectura de los psicrómetros se estableció en 2 horas mientras que las lecturas con la sonda TDR se realizaron con una cadencia diaria.The reading frequency of the psychrometers is set in 2 hours while readings with the TDR probe are They performed with a daily cadence.

Claims (5)

1. Dispositivo para simulación del comportamiento termo-hidro-mecánico de barreras de materiales finos para la impermeabilización y sellado de vertederos, caracterizado porque está constituido mediante un recinto de confinamiento (1), de dimensiones apropiadas a la volumetría de la muestra de material (4) a analizar, materializado en un bastidor de hormigón armado, abierto superiormente, que descansa sobre la solera a través de pilares (2) inferiores de acero, y cuya base inferior queda conformada por una placa enrejillada (3), también de acero, bajo la que se sitúa una bandeja (5), colectora de los fluidos resultantes de la precolación vertical a través del material (4), de fondo inclinado y con un vertedero tubular (6), quedando establecidas sobre la embocadura de dicho bastidor (1), una pluralidad de boquillas nebulizadoras (7) de agua, cuyo caudal está controlado por un autómata programable (8) que actúa sobre una electroválvula de regulación (9), asistida por un caudalímetro electromagnético (10), quedando dispuesto en el seno del recinto de confinamiento (1) una pluralidad de sensores, formada por psicrómetros (11) y sondas TDR (Time Domain Reflectometry) de tubo (12) para control de parámetros de interés, en orden a controlar el grado de hidratación del material (4) de barrera.1. Device for simulating the thermo-hydro-mechanical behavior of barriers of fine materials for the waterproofing and sealing of landfills, characterized in that it is constituted by a confinement enclosure (1), of dimensions appropriate to the volumetry of the material sample ( 4) to be analyzed, materialized in a reinforced concrete frame, open superiorly, that rests on the hearth through lower steel pillars (2), and whose lower base is formed by a gridded plate (3), also made of steel, under which a tray (5) is located, collecting the fluids resulting from the vertical precolation through the material (4), with an inclined bottom and with a tubular dump (6), being established on the mouth of said frame (1 ), a plurality of water spray nozzles (7), whose flow is controlled by a programmable automaton (8) acting on a regulating solenoid valve (9), assisted by a ca Electromagnetic flowmeter (10), a plurality of sensors, consisting of psychrometers (11) and tube TDR (Time Domain Reflectometry) probes (12) being arranged within the confinement enclosure (12) for control of parameters of interest, in order to control the degree of hydration of the barrier material (4). 2. Dispositivo para simulación del comportamiento termo-hidro-mecánico de barreras de materiales finos para la impermeabilización y sellado de vertederos, según la reivindicación 1, caracterizado porque el bastidor de hormigón determinante del recinto de confinamiento (1), presenta su superficie interior revestida por una o varias capas de imprimación selladora de poros.2. Device for simulating the thermo-hydro-mechanical behavior of barriers of fine materials for the waterproofing and sealing of landfills, according to claim 1, characterized in that the concrete frame determining the confinement enclosure (1), has its inner surface covered by one or several layers of pore sealer primer. 3. Dispositivo para simulación del comportamiento termo-hidro-mecánico de barreras de materiales finos para la impermeabilización y sellado de vertederos, según la reivindicación 1, caracterizado porque la placa o placas enrejilladas (3) que constituyen el fondo o base del recinto de confinamiento (1), está revestida por una lámina geo-textil porosa que permite la compactación de la primera capa o tongada de material (4) impidiendo su caída a la bandeja (5) inferior pero facilitando simultáneamente el paso de los fluidos de precolación.3. Device for simulating the thermo-hydro-mechanical behavior of barriers of fine materials for the waterproofing and sealing of landfills, according to claim 1, characterized in that the plate or gridded plates (3) that constitute the bottom or base of the confinement enclosure (1), it is covered by a porous geo-textile sheet that allows compaction of the first or toned layer of material (4) preventing its fall to the lower tray (5) but simultaneously facilitating the passage of precolation fluids. 4. Dispositivo para simulación del comportamiento termo-hidro-mecánico de barreras de materiales finos para la impermeabilización y sellado de vertederos, según la reivindicación 1, caracterizado porque las boquillas nebulizadoras (7) están dotadas de un sistema de prefiltro y filtro adecuados para impedir la oclusión de los orificios nebulizadores como consecuencia del arrastre de partículas por el agua.4. Device for simulating the thermo-hydro-mechanical behavior of barriers of fine materials for the waterproofing and sealing of landfills, according to claim 1, characterized in that the spray nozzles (7) are equipped with a prefilter and filter system suitable to prevent occlusion of the nebulizer holes as a result of the dragging of particles by water. 5. Dispositivo para simulación del comportamiento termo-hidro-mecánico de barreras de materiales finos para la impermeabilización y sellado de vertederos, según la reivindicación 1, caracterizado porque el autómata programable (8) es susceptible de controlar elementos accesorios de regulación de parámetros ambientales, concretamente un sistema de calefacción/iluminación cenital, un sistema de ventilación: lateral y/o un sistema de calefacción bajo el material (4) de barrera.5. Device for simulating the thermo-hydro-mechanical behavior of barriers of fine materials for the waterproofing and sealing of landfills, according to claim 1, characterized in that the programmable automaton (8) is capable of controlling accessory elements of regulation of environmental parameters, specifically a zenith heating / lighting system, a ventilation system: lateral and / or a heating system under the barrier material (4).
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